一種4?氯乙酰乙酸乙酯的連續合成系統及方法與流程

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種4-氯乙酰乙酸乙酯的連續合成系統及方法。

背景技術：

4-氯乙酰乙酸乙酯為無色至淡黃色透明液體，是生產氮氯地平、奧拉西坦、阿托伐汀鈣等原料的重要中間體，市場需求量較大。現有工業化生產主要是通過間歇釜式氯化生產，存在反應時間長，氯化深度難以控制，副產物多，收率低等問題。

專利CN201210257429.X和CN201310321570.6公開了一種以雙乙烯酮為起始原料，經過氯化和酯化兩步合成4-氯乙酰乙酸乙酯，其原料均廉價易得而成為主流的生產方法，但是其也有本身固有的缺點就是產品收率偏低，只有75%-88%，造成成本偏高，而造成收率低的原因就是反應過程中會生成一定量的2-氯乙酰乙酸乙酯（5%左右），而2-氯乙酰乙酸乙酯的沸點和產品4-氯乙酰乙酸乙酯的沸點很接近（在減壓條件下約為2-3℃），因此在純化時通常要反復精餾，造成產品的大量分解，最終導致收率偏低。

專利WO2012146604A1和CN105693509A報道了4-氯乙酰乙酸乙酯的連續合成，以雙乙烯酮和氯氣為原料，在降膜式反應器中反應，反應結束后進入酯化釜進行酯化，合成4-氯乙酰乙酸乙酯，該技術方案過程反應不易控制，不易產業化生產。

技術實現要素：

發明目的：為了解決上述技術存在的問題，本發明第一個目的提供了一種在微通道反應器中連續合成4-氯乙酰乙酸乙酯的裝置系統；第二個目的提供一種在微通道反應器中連續合成4-氯乙酰乙酸乙酯的方法。

技術方案：一種4-氯乙酰乙酸乙酯的連續合成系統，包括第一溶液罐（1）、第二溶液罐（2）、泵（3）、微通道反應器（4）；該微通道反應器（4）的上游設有進料管（5），下游設有出料管（6）；所述第一溶液罐（1）、第二溶液罐（2）分別通過泵（3）與所述微通道反應器（4）的進料管（5）連接；還包括第二反應器（7），該第二反應器（7）包括進料支管（8）、出料總管（9），所述進料支管（8）至少有2根；還包括第三溶液罐（12），所述進料支管（8）分別與所述第三溶液罐（12）、出料管（6）連接，該第三溶液罐（12）與所述進料支管（8）之間設有泵（3）；還包括收集罐（13）、尾氣吸收裝置（14），該收集罐（13）位于所述出料總管（9）的下游；尾氣吸收裝置（14）位于所述收集罐（13）的下游。

作為優選，所述第二反應器（7）的進料支管（8）、出料總管（9）的內腔中設有島（10），該島（10）有多個，呈心形，相鄰島（10）之間有間隙，均勻排列；所述進料支管（8）與所述出料總管（9）的交接處設有中心島（11），該中心島（11）為圓形；所述進料支管（8）與所述出料總管（9）的連接處為柔性連接。

作為優選，所述第一溶液罐（1）為雙乙烯酮溶劑罐；第二溶液罐（2）為氯氣溶液罐；第三溶液罐（12）為乙醇罐。

作為優選，所述泵（3）為計量泵。

一種采用上述4-氯乙酰乙酸乙酯的連續合成系統的方法，主要包括以下步驟：

1）雙乙烯酮和氯氣分別溶于有機溶劑中，配成溶液；雙乙烯酮與有機溶劑的摩爾比為0.05~50:1；氯氣與有機溶劑的摩爾比為0.01~50:1；

2）將配制的雙乙烯酮和氯氣溶液經泵（3）輸入到微通道反應器（4）中，進行氯化反應；雙乙烯酮溶液與氯氣溶液反應溫度范圍為-50℃~0℃，反應時間為0.1~50s，雙乙烯酮與氯氣摩爾比為0.9~1.5:1；

3）雙乙烯酮氯化反應結束后，與乙醇通過第二反應器（7）進行反應，合成4-氯乙酰乙酸乙酯，產品通過出料總管（9）進入收集罐（13），收集罐（13）連接尾氣吸收裝置（14），粗品進入后續精制。

作為優選，所述有機溶劑為一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷，1,1,1-三氯乙烷、正己烷、正庚烷、對氯三氟甲苯中的一種或幾種按一定比例配置的混合物。

作為優選，雙乙烯酮與有機溶劑的摩爾比優選為0.1~0.5:1；氯氣與有機溶劑的摩爾比優選為0.05~0.2:1。

作為優選，雙乙烯酮溶液與氯氣溶液反應優選溫度范圍為-30℃~0℃，反應時間優選范圍為5~30s，雙乙烯酮與氯氣摩爾比優選范圍為1.0~1.1:1。

有益的效果：本發明采用微通道反應器、第二反應器，反應生成4-氯乙酰乙酸乙酯，在計量泵的精確計量控制輸送反應物料，在微通道反應器中直接完成氯化和酯化，產物直接進入后續分離，可大大提高反應選擇性，降低生產成本，縮短了反應時間，具體的效果如下：

1、 本發明具有傳質傳熱高效、精確控溫控時、安全穩定、無放大效應及反應的實時監控等優點；

2、本發明使用微通道反應器進行化合物多步驟的合成，可以減少對有機溶劑的使用，避免與有毒、有危險的試劑直接接觸，大大縮減反應工藝的時間，且有效控制多氯代物，降低多氯產物和其他副產物生成；

3、本發明減少物料用量和浪費以及潛在催化劑的循環回收，提高反應產物的含量和收率，有效的降低生產原料成本和能源成本，減少生產過程中的污染物；

4、采用第二反應器，進料支管與出料總管之間為柔性連接，可調節角度，進料支管與出料總管內腔中設有均勻排列的島、圓形中心島，可起到將物料分流，充分混合反應，反應更加精細準確，避免副產的發生，有利于正向反應的進行。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明第二反應器的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。

實施案例1

如圖1、圖2所示，一種4-氯乙酰乙酸乙酯的連續合成系統，包括第一溶液罐1、第二溶液罐2、泵3、微通道反應器4；該微通道反應器4的上游設有進料管5，下游設有出料管6；所述第一溶液罐1、第二溶液罐2分別通過泵3與所述微通道反應器4的進料管5連接；還包括第二反應器7，該第二反應器7包括進料支管8、出料總管9，所述進料支管8至少有2根；還包括第三溶液罐12，所述進料支管8分別與所述第三溶液罐12、出料管6連接，該第三溶液罐12與所述進料支管8之間設有泵3；還包括收集罐13、尾氣吸收裝置14，該收集罐13位于所述出料總管9的下游；尾氣吸收裝置14位于所述收集罐13的下游。

本實施例中，所述第二反應器7的進料支管8、出料總管9的內腔中設有島10，該島10有多個，呈心形，相鄰島10之間有間隙，均勻排列；所述進料支管8與所述出料總管9的交接處設有中心島11，該中心島11為圓形；所述進料支管8與所述出料總管9的連接處為柔性連接。所述第一溶液罐1為雙乙烯酮溶劑罐；第二溶液罐2為氯氣溶液罐；第三溶液罐12為乙醇罐；所述泵3為計量泵。

實施例2

一種采用實施例1所述4-氯乙酰乙酸乙酯的連續合成系統的方法，主要包括以下步驟：

1）雙乙烯酮和氯氣分別溶于有機溶劑中，配成溶液；雙乙烯酮與有機溶劑的摩爾比為0.05~50:1；氯氣與有機溶劑的摩爾比為0.01~50:1；

2）將配制的雙乙烯酮和氯氣溶液經泵3輸入到微通道反應器4中，進行氯化反應；雙乙烯酮溶液與氯氣溶液反應溫度范圍為-50℃~0℃，反應時間為0.1~50s，雙乙烯酮與氯氣摩爾比為0.9~1.5:1；

3）雙乙烯酮氯化反應結束后，與乙醇通過第二反應器7進行反應，合成4-氯乙酰乙酸乙酯，產品通過出料總管9進入收集罐13，收集罐13連接尾氣吸收裝置14，粗品進入后續精制。

本實施例中，所述有機溶劑為一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷，1,1,1-三氯乙烷、正己烷、正庚烷、對氯三氟甲苯中的一種或幾種按一定比例配置的混合物。

雙乙烯酮與有機溶劑的摩爾比優選為0.1~0.5:1；氯氣與有機溶劑的摩爾比優選為0.05~0.2:1。

雙乙烯酮溶液與氯氣溶液反應優選溫度范圍為-30℃~0℃，反應時間優選范圍為5~30s，雙乙烯酮與氯氣摩爾比優選范圍為1.0~1.1:1。

實施案例3

本實施例采用裝置同實施例1。

將雙乙烯酮與二氯甲烷摩爾比為0.2:1配制成溶液，氯氣與二氯甲摩爾比為0.05:1配制成溶液；

將配制好的雙乙烯酮溶液、氯氣溶液分別通過計量泵輸入到連續流微通道反應器中，雙乙烯酮與氯氣的摩爾比為1.1:1，反應溫度為-5℃，反應時間為30s；

雙乙烯酮氯化反應結束后，通過計量泵輸入乙醇，反應結束后進入產品收集罐，收集罐連接尾氣吸收裝置。GC分析乙酰乙酸乙酯含量為1%，4-氯乙酰乙酸乙酯的含量為96%，2,4-二氯乙酰乙酸乙酯的含量約為0.2%，其他雜質為2.8%。

實施案例4

本實施例采用裝置同實施例1。

雙乙烯酮與1,2-二氯乙烷摩爾比為0.2:1，混合配制成溶液，氯氣與1,2-二氯乙烷摩爾比為0.1:1配制成溶液；

將配制好的雙乙烯酮溶液、氯氣溶液分別通過計量泵輸入到連續流微通道反應器中，雙乙烯酮與氯氣的摩爾比為1:1，反應溫度為-10℃，反應時間為20s；

雙乙烯酮氯化反應結束后，通過計量泵輸入乙醇，反應結束后進入產品收集罐，收集罐連接尾氣吸收裝置。GC分析乙酰乙酸乙酯含量為1.5%，4-氯乙酰乙酸乙酯的含量為97%，2,4-二氯乙酰乙酸乙酯的含量約為0.3%，其他雜質為1.2%。

實施案例5

本實施例采用裝置同實施例1。

雙乙烯酮與1,2-二氯乙烷摩爾比為0.5:1，混合后配制成,溶液，氯氣與二氯乙烷摩爾比為0.2:1，混合后配制成溶液；

將配制好的雙乙烯酮溶液、氯氣溶液分別通過計量泵輸入到連續流微通道反應器中，雙乙烯酮與氯氣的摩爾比為1:1，反應溫度為-20℃，反應時間為10s；

雙乙烯酮氯化反應結束后，通過計量泵輸入乙醇，反應結束后進入產品收集罐，收集罐連接尾氣吸收裝置。GC分析乙酰乙酸乙酯含量為2.5%，4-氯乙酰乙酸乙酯的含量為95%，2,4-二氯乙酰乙酸乙酯的含量約為1.3%，其他雜質為1.2%。